Hóa Lí căn bản - Phần 15

GIẢI THÍCH HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN CỦA EINSTEIN

Vào năm 1905, Albert Einstein, người nhận giải Nobel cho công trình nghiên cứu của ông về photon, đã giải thích hiện tượng quang điện bằng cách áp dụng thuyết lượng tử ánh sáng.

(1) Một photon ánh sáng tới truyền năng lượng của nó (hn) cho một electron trên bề mặt kim loại thoát ra với động năng ½ mv2. Cường độ ánh sáng càng lớn chỉ có nghĩa là số lượng photon tới càng nhiều để mỗi photon giải phóng một electron. Cường độ ánh sáng lớn làm tăng tốc độ phát xạ electron, còn động năng của từng photon vẫn không bị ảnh hưởng.

(2) Để giải phóng một electron khỏi bề mặt kim loại, photon tới trước tiên phải thắng được lực hút tác dụng bởi ion dương của kim loại. Năng lượng của một photon (hn) tỉ lệ thuận với tần số của ánh sáng tới. Tần số cung cấp vừa đủ năng lượng để giải phóng electron khỏi bề mặt kim loại sẽ là tần số ngưỡng, ν0. Với tần số nhỏ hơn ν0, không có electron nào được phát ra.


Hình 1.23
Cần một photon (hν) để giải phóng một electron với động năng ½ mv2.

Với các tần số cao, ν > ν0, một phần năng lượng dành để phóng thích electron, phần còn lại truyền thành động năng của quang electron. Như vậy,

hν = hν0 + ½ mv2

Trong đó hn là năng lượng của photon tới, hn0 là năng lượng tối thiểu để một electron thoát khỏi kim loại, và ½ mv2 là động năng của quang electron. hν0 là một hằng số đối với một chất rắn nhất định và được kí hiệu là W, công thoát. Sắp xếp lại phương trình (1)

½ mv2 = hν – W

Đây là phương trình cho đường thẳng thu được bằng thực nghiệm trên Hình 1.22. Độ dốc của nó bằng h, hằng số Planck. Giá trị của h được tìm thấy bằng với giá trị mà Planck đã nêu ra.

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Tính năng lượng tối thiểu mà mỗi photon phải có để tạo ra hiệu ứng quang điện với kim loại platinum. Biết tần số ngưỡng đối với platinum là 1,3 × 1015 s-1.

GIẢI

Tần số ngưỡng (ν0) là tần số thấp nhất mà các photon có thể có để tạo ra hiệu ứng quang điện. Năng lượng ứng với tần số này là năng lượng tối thiểu (E):

E = hν0

= (6,625 × 10 – 27 erg.s)(1,3 × 1015 s-1)

   = 8,6 × 10 – 12 erg

BÀI TẬP GIẢI SẴN. Tính động năng của một electron được giải phóng từ bề mặt kim loại potassium (công thoát = 3,62 × 10 – 12 erg) bởi ánh sáng bước sóng 5,5 × 10 – 8 cm.

GIẢI

Đã biết:

ν = c/λ, trong đó c = vận tốc ánh sáng (3,0 × 1010 cm s-1)

λ = 5,5 × 10 – 8 cm

Ta có:

Như vậy, electron sẽ được phát ra với động năng 3,63 × 10 – 9 erg.

 

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


CERN xác nhận ánh sáng có thể tán xạ bởi ánh sáng
19/08/2019
Tán xạ photon-photon là quá trình điện động lực học lượng tử lần đầu tiên đã được xác nhận thực nghiệm đến độ
11 câu hỏi lớn về vật chất tối vẫn chưa được trả lời
18/08/2019
Vào thập niên 1930, một nhà thiên văn Thụy Sĩ tên là Fritz Zwicky để ý thấy các thiên hà trong một đám thiên hà ở xa đang quay
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 18)
18/08/2019
CÂU CHUYỆN ĐẠO ĐỨC Có mọi ước muốn trở thành sự thật là cái gì đó mà chỉ một điều thần tính mới có thể hoàn
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 17)
18/08/2019
ĐẠI DIỆN và THAY THẾ Trong phim "Surrogates", Bruce Willis đóng vai một điệp viên FBI đang điều tra những vụ giết người bí ẩn.
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 42)
16/08/2019
Định luật chất khí Boyle 1662 Robert Boyle (1627-1691) “Marge, sao thế em?” Homer Simpson hỏi khi để ý thấy cơn đau của bà vợ
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 41)
16/08/2019
Máy phát tĩnh điện Von Guericke 1660 Otto von Guericke (1602–1686), Robert Jemison Van de Graaff (1901–1967) Nhà sinh lí học thần kinh
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 54)
15/08/2019
Manganese Manganese là một kim loại cứng và giòn, chủ yếu dùng trong các hợp kim thép. Dù không có nhiều ưu điểm, nhưng nó là
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 53)
15/08/2019
Vanadium Là một nguyên tố nữa liên quan đến vùng Scandinavia, vanadium được đặt tên theo Vanadis – một trong chín tên gọi khác

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com